3
ПОЛИМОРФНЫЕ ВАРИАНТЫ ГЕНОВ IL-4, ТNF–α И ПРОДУКТЫ ИХ ЭКСПРЕССИИ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ В КАЗАХСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ
Берсимбай Р.И., Акпарова А.Ю., Ещжанов Т.Е.
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана
Бронхиальная астма (БА) является одним из наиболее распространенных мультифакториальных заболеваний [1].
В патогенезе БА имеют место как иммунологические, так и неиммунологические механизмы. Они контролируются независимыми друг от друга генами, которые индуцируют развитие БА с иммунологическими и неиммунологическими факторами развития заболевания, объединенные общим патогенетическим звеном – выбросом медиаторов аллергии *2]. В реализации атопических реакций особо важную роль играют интерлейкины: IL-4, IL-5, IL-9 и IL-13, продуцируемые преимущественно Т-хелперами 2 типа (Тh-2) [2].Формирование воспаления, лежащего в основе аллергических реакций, связывают с преобладанием Тh-2 типа иммунного ответа (гуморального) над Тh-1 (клеточным) с соответствующей продукцией цитокинов. Различный характер дисбаланса указанных типов обнаружен у больных с атопической и смешанной формами БА, однако выраженность этого дисбаланса наблюдается только при атопической БА *3].
Интерлейкин 4 является ключевым цитокином в развитии аллергического воспаления. Он переключает В-лимофоциты на синтез IgE, активирует молекулы клеточной адгезии в эндотелии сосудов, что приводит к миграции Т-лимфоцитов, моноцитов, базофилов и эозинофилов в очаг воспаления, а также способствует дифференцировке Тh2-лимфоцитов *4+. Ген IL-4 расположен на длинном плече 5 хромосомы (5q31.1-5q33) [5]. По данным литературы полиморфные варианты гена
IL-4 связывают с БА и повышенной концентрацией сывороточного содержания IgE [5].
Одним из большого количества медиаторов, участвующих в воспалительном процессе при БА, является провоспалительный цитокин TNFα *6+. Предполагается участие TNFα, выделяемого CD8+(цитотоксическими) клетками, в цитолизе и апоптозе клеток альвеолярного эпителия, что способствует персистенции воспаления *7]. ТNF–α играет ключевую роль в патогенезе аллергических заболеваний посредством активации провоспалительного фактора транскрипции, нуклеарного фактора - NF-kВ и активирующего протеина *8, 9]. Ген TNFα локализован в пределах главного комплекса гистосовместимости III класса на коротком плече 6 хромосомы (6р21.3). Описано 12 полиморфизмов в промоторном регионе гена TNFα, обусловленных однонуклеотидными заменами *10+. Известно, что сочетание определенных аллелей в генах TNFα и LTα приводит к повышению продукции TNFα и является фактором риска БА [11].
Целью настоящей работы было установление роли и вовлеченности генов IL4, ТNF–α и их белковых продуктов в развитии бронхиальной астмы в казахской популяции.
Материалы и методы исследования
В исследование были включены 58 больных БА казахской национальности, находившиеся на стационарном лечении в пульмонологическом отделении Онкологического диспансера г. Астаны.
4
Подавляющее число больных БА было мужского пола: обследовано 35 мужчин (60,3%) и 23 женщин (39,7%), возрастной интервал составил от 32 до 78 лет (средний возраст манифестации заболевания 32±0,9 года). Диагноз БА устанавливался на основании клинического, лабораторного, инструментального и рентгенологического обследования в соответствии с Глобальной стратегией лечения и профилактики БА *1+. У 44 больных была астма персистирующая средней тяжести, у 14 больных – тяжелая персистирующая астма.
При оценке полиморфизма генов IL4 и ТNF–α в качестве популяционного контроля использовали выборку 64 здоровых лиц, проживающих в г. Астане.
Материалом для исследования служила периферическая кровь.
Содержание фактора некроза опухоли- (TNFα), интерлейкина 4 (IL4), общего иммуноглобулина Е (IgE) в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с использованием наборов реагентов ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск.
Для выявления полиморфизма -589С/Т гена IL4 и полиморфизма G-308A гена ТNF–α использовали полимеразную цепную реакцию (ПЦР).
Продукты реакции анализировали методом электрофореза в 3%-ном агарозном геле с последующей обработкой бромистым этидием. Визуализация осуществлялась в УФ- трансиллюминаторе.
Статистический анализ ассоциации полиморфизмов изученных генов проводился с использованием программного обеспечения Software GraphPad InstatTM (V. 2.04. Ralf Stahlman, Purdue University) и «Калькулятора для расчета статистики в исследованиях «случай-контроль»», предоставляемой сайтом Государственного Научного Центра Российской Федерации «ГосНИИ генетика» (http://www.gen-expert.ru).
Результаты и обсуждение
При определении содержания интерлейкина-4 в сыворотке крови больных БА обнаружено достоверное его повышение по сравнению с контрольной группой (р<0,05) (рисунок 1). IL-4 играет важную роль в патогенезе БА. В ассоциации с растворимым низкоаффинным рецептором FcεRII (CD23) IL-4 способствуют дифференцировке В-лимфоцитов в IgE-синтезирующие клетки, тем самым индуцируя синтез IgE [12]. Повышенная экспрессия IL-4 свидетельствует об активации Тh2- иммунного ответа *9].
Уровень ТNF–α в сыворотке крови был также повышен. Известно, что высокая концентрации данного цитокина усиливает синтез лимфокинов Т-хелперами, стимулирует антителообразование В- клетками, активирует пролиферацию Т-, В-лимфоцитов и макрофагов, усиливает продукцию простагландинов *8, 10]. Как правило, повышение ТNF–α отмечают при тяжелом течении БА.
5
Рисунок 1 – Уровень цитокинов
IL-4 и
ТNF–α в сыворотке крови больных БАНами проведен анализ промоторного полиморфизма гена IL4 (-589T) у больных БА и здоровых людей, результаты которого представлены в таблице 1. Обращает на себя внимание высокая встречаемость гомозигот СС – в 2 раза выше, чем гетерозигот СТ и в 8 раз выше, чем гомозигот ТТ.
При сравнении с группой контроля достоверных отличий выявлено не было (р=0,19).
Таблица 3 – Относительный риск влияния полиморфизмов генов IL4, ТNF–
α на развитие бронхиальной астмы в казахской популяции
Гены Полимор физм
Генотип БА, чел (%)
Контроль, чел (%)
OR CI (95%) χ2 Р
IL4 С-589Т СС 36(62) 46(71,9) 0.64 0.30 – 1.37
1.68 0.19 СТ 18(31) 16(25) 1.35 0.61 – 2.98
ТТ 4(7) 2(3,1) 2.30 0.40 – 13.03
ТNF–α G-308A GG 37(63,8) 36(56,3) 1.37 0.66 – 2.84
4.25 0.04 GA 0(0) 28(43,7) 0.01 0.00 – 0.18
AA 21(36,2) 0(0) 73.96 4.35 – 1256.61
6
При оценке полиморфизма G-308A гена ТNF–α у больных БА и контрольной группы выявлена статистически значимая ассоциация между аллелем -308A и БА (χ2=4,25 при d.f.=1, p=0,04).
Исследуемый полиморфизм находится в промотерной области и может влиять на экпрессию гена ТNF–α, способствуя формированию патологического фенотипа. Это подтверждается повышением уровня ТNF–α в сыворотке крови больных БА.
Таким образом, в казахской популяции установлена ассоциация полиморфизма G-308A гена ТNF–α с БА. Данная взаимосвязь ассоциировалась с повышенным уровнем ТNF–α в сыворотке крови больных. Полученные результаты могут быть использованы для разработки молекулярно- генетической диагностики бронхиальной астмы и генотерапии заболевания.
Список использованных источников:
1.
Global Initiative for Asthma (GINA). Report 2010. www.ginasthma.com.2. Wong С. К., Но С. X, Ко F. W. S. Proinflammatory cytokines (IL-17, IL-6, IL-18 and IL-12) and Th cytokines (IFN-y, IL-4, IL-10 and IL-13) in patients with allergic asthma // Clin. Exp.
Immunol. 2001. V. 125, N 2. P. 177-183.
3. Латышева ТВ., Варфоломеева М.И., Удалова В.А. и др. Взаимосвязь дисбаланса ТМ1- и Тh2-лимфоцитов и формы бронхиальной астмы // Иммунология. 2005. № 3. С. 164-167.
4. Steinke J.W., Borish L. Th2 cytokines and asthma. Interleukin-4: its role in the pathogenesis of asthma, and targeting it for asthma treatment with interleukin - 4 receptor antagonists. Respiratory Research 2001; 2: 66-70.
5. Фрейдин М.Б., Брагина Е.Ю., Огородова Л.М. и др. Генетика атопии: современное состояние.
Вестник ВОГиС 2006; 10(3): 492-502.
6. Sandford A.J., Silverman E.K. Chronic obstructive pulmonary disease. Susceptibility factors for COPD the genotype – environment interaction. Thorax 2002; 57 (8): 736-741.
7. Черняев А.Л., Самсонова М.В. Воспаление при хронической обструктивной болезни легких:
молекулярные основы патогенеза. Consilium Medicum 2008. 10 (10): 178-187.
8. Дугаpова И.Д., Анаев Э.Х., Чучалин А.Г. О роли цитокинов при бронхиальной астме.
Пульмонология 2010. 4: 96-102.
9. Barnes P. J. The cytokine network in asthma and chronic obstructive pulmonary disease.
Journal of Clinical Investigation 2008; 118(11): 354603556.
10. Коненков В.И. Голованова О.В., Дортман В.В. и др. Полиморфизм гена ТNF–α и неравновесие сцепления ТNF–α и HLA-генов II класса (DRB1, DQA1 и DQB1) в популяции сибирских европеоидов.
Иммунология 2008; 1: 6-10.
11. Huang S.L., Su C.H., Chang S.C. Tumor necrosis factor-a gene polymorphismin chronic bronchitis.
American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 1997; 156: 1436-1439.
12. Тотолян А.А. Иммуноглобулин Е: структура, продукция, биологические эффекты и диагностическое использование. Аллергология 1998; 2: 4-7.
